JP4803115B2 - Single-phase DC brushless motor drive device - Google Patents
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Description
本発明は単相DCブラシレスモータの駆動装置に係り、特に、簡素な回路構成で単相DCブラシレスモータの効率を向上させ得る単相DCブラシレスモータの駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device for a single-phase DC brushless motor, and more particularly to a drive device for a single-phase DC brushless motor that can improve the efficiency of the single-phase DC brushless motor with a simple circuit configuration.
従来の単相DCブラシレスモータの駆動装置としては、一般的には専用のモータ駆動ICやマイコン等が使用され、また、スイッチング素子として例えばFETやトランジスタが使用され、ロータの磁極位置を検出するセンサに例えばホール素子が使用されている。センサからの位置検出信号を受けて、モータ駆動IC内の分配回路からスイッチング素子に対して出力命令を出し、駆動対象のブラシレスモータが単相全波DCブラシレスモータであれば、Hブリッジを構成する4個のスイッチング素子の内、対角に位置するスイッチング素子同士を交互に駆動させることで、モータコイルに双方向の電流を流すことで、単相DCブラシレスモータを駆動している。このような単相DCブラシレスモータの駆動装置の一例として、例えば、特開平9−331692号公報に開示の「モータの駆動回路」等がある。
しかしながら、上述した従来の単相DCブラシレスモータの駆動装置においては、マグネットがトルクを発生しない磁極位置においても通電されるため単相DCブラシレスモータの効率が悪く、モータコイルや制御基板の発熱や、消費電力の増加を招くという事情があった。 However, in the conventional single-phase DC brushless motor driving device described above, the efficiency of the single-phase DC brushless motor is poor because the magnet is energized even at the magnetic pole position where torque is not generated, the heat generation of the motor coil and the control board, There was a situation that caused an increase in power consumption.
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、磁極位置の検出に基づきモータコイルの通電を制御して、簡素な回路構成で単相DCブラシレスモータの効率を向上させ得る単相DCブラシレスモータの駆動装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and controls the energization of the motor coil based on the detection of the magnetic pole position, so that the efficiency of the single-phase DC brushless motor can be improved with a simple circuit configuration. It aims at providing the drive device of a phase DC brushless motor.
上記目的を達成するために、本発明に係る単相DCブラシレスモータの駆動装置は、複数の磁極を備え回転自在に支持されたマグネットロータと、前記マグネットロータに対向して配置されたステータコアと、前記ステータコアに擁されたモータコイルと、を有する単相DCブラシレスモータを駆動する単相DCブラシレスモータの駆動装置であって、前記マグネットロータの磁極位置を検出する磁極位置検出センサと、前記モータコイルに接続されたスイッチング素子と、前記磁極位置検出センサから出力される磁極位置検出信号に基づき、前記スイッチング素子をオンまたはオフ制御して前記モータコイルを通電または非通電状態とする制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記ステータコアと対向する前記マグネットロータの表面磁束密度の変化率の絶対値が所定範囲内にあるとき、前記モータコイルを通電状態としない通電制御を行うものであり、前記通電制御は、前記マグネットロータのS極の中心とステータコアの中心軸とが所定の角度以下の場合及び前記マグネットロータのN極の中心と前記ステータコアの中心軸とが所定の角度以下の場合に、前記モータコイルを非通電状態とし、前記マグネットロータのS極の中心とステータコアの中心軸とが所定の角度以下ではない場合及び前記マグネットロータのN極の中心と前記ステータコアの中心軸とが所定の角度以下ではない場合に、前記モータコイルを通電状態とし、前記所定の角度が、前記マグネットロータの表面磁束密度の傾きの絶対値が表面磁束最大値×SIN(45deg)以下となる角度であることを第1の特徴とする。
In order to achieve the above object, a driving device for a single-phase DC brushless motor according to the present invention includes a magnet rotor having a plurality of magnetic poles and rotatably supported, a stator core disposed to face the magnet rotor, A single-phase DC brushless motor driving device for driving a single-phase DC brushless motor having a motor coil held by the stator core, the magnetic pole position detection sensor for detecting the magnetic pole position of the magnet rotor, and the motor coil And a control means for turning on or off the switching element to energize or de-energize the motor coil based on a magnetic pole position detection signal output from the magnetic pole position detection sensor. And the control means includes a surface magnet of the magnet rotor facing the stator core. When the absolute value of the density variation rate is within a predetermined range, which performs energization control that does not energized the motor coil, the current control, the central axis and the center of the stator core of the S pole of the magnet rotor Is less than a predetermined angle and when the center of the N pole of the magnet rotor and the center axis of the stator core are less than a predetermined angle, the motor coil is deenergized and the center of the S pole of the magnet rotor is When the center axis of the stator core is not less than a predetermined angle and when the center of the N pole of the magnet rotor and the center axis of the stator core are not less than a predetermined angle, the motor coil is energized, The angle is such that the absolute value of the gradient of the surface magnetic flux density of the magnet rotor is an angle at which the surface magnetic flux maximum value × SIN (45 deg) or less . Features.
また、本発明に係る単相DCブラシレスモータの駆動装置は、前記磁極位置検出センサは、前記モータコイルに通電を開始する磁極位置を検出するオン磁極位置検出センサと、前記モータコイルに通電を停止する磁極位置を検出するオフ磁極位置検出センサと、を備えることを第2の特徴とする。 In the driving device for a single-phase DC brushless motor according to the present invention, the magnetic pole position detection sensor includes an on-magnetic pole position detection sensor that detects a magnetic pole position at which energization of the motor coil is started, and stops energization of the motor coil. A second feature is that it includes an off-magnetic pole position detection sensor that detects a magnetic pole position to be detected.
また、本発明に係る単相DCブラシレスモータの駆動装置は、前記制御手段は、前記単相DCブラシレスモータの起動時から所定時間が経過するまでは、前記オフ磁極位置検出センサから出力される磁極位置検出信号に基づき、前記スイッチング素子をオンまたはオフ制御することを第3の特徴とする。 In the driving device for a single-phase DC brushless motor according to the present invention, the control means may be configured such that the control means outputs a magnetic pole output from the off-magnetic pole position detection sensor until a predetermined time has elapsed since the start of the single-phase DC brushless motor. A third feature is that the switching element is turned on or off based on a position detection signal.
また、本発明に係る単相DCブラシレスモータの駆動装置は、前記制御手段は、前記単相DCブラシレスモータのロック時には、前記オフ磁極位置検出センサから出力される磁極位置検出信号に基づき、前記スイッチング素子をオンまたはオフ制御することを第4の特徴とする。 In the driving device for a single-phase DC brushless motor according to the present invention, the control means may perform the switching based on a magnetic pole position detection signal output from the off-magnetic pole position detection sensor when the single-phase DC brushless motor is locked. The fourth feature is that the element is controlled to be turned on or off.
さらに、本発明に係る単相DCブラシレスモータの駆動装置は、前記制御手段は、前記磁極位置検出センサから磁極位置検出信号が出力された後、所定時間経過後に前記スイッチング素子をオンまたはオフ制御することを第5の特徴とする。 Furthermore, in the driving device for a single-phase DC brushless motor according to the present invention, the control means controls the switching element to be turned on or off after a predetermined time has elapsed after the magnetic pole position detection signal is output from the magnetic pole position detection sensor. This is the fifth feature.
本発明に係る第1の特徴の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、ステータコアと対向するマグネットロータの表面磁束密度の変化率の絶対値が所定範囲内にあるとき、モータコイルを通電状態としないよう制御するので、マグネットロータがトルクを発生しない磁極位置において通電されることがなくなり、単相DCブラシレスモータの効率を向上させることができ、従来のようにモータコイルや制御基板の発熱、或いは消費電力の増加といった事態を避けることができ、結果として簡素な回路構成で単相DCブラシレスモータの効率を向上させ得る単相DCブラシレスモータの駆動装置を実現できる。 In the drive device for the single-phase DC brushless motor according to the first aspect of the present invention, when the absolute value of the rate of change of the surface magnetic flux density of the magnet rotor facing the stator core is within a predetermined range, the motor coil is not energized. Thus, the magnet rotor is not energized at the magnetic pole position where torque is not generated, and the efficiency of the single-phase DC brushless motor can be improved. It is possible to avoid a situation such as an increase in electric power, and as a result, it is possible to realize a driving device for a single-phase DC brushless motor that can improve the efficiency of the single-phase DC brushless motor with a simple circuit configuration.
また、本発明に係る第2の特徴の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、モータコイルに通電を開始する磁極位置を検出するオン磁極位置検出センサと、モータコイルに通電を停止する磁極位置を検出するオフ磁極位置検出センサと、を備えた構成とするので、単相DCブラシレスモータの回転数によらず単相DCブラシレスモータの効率を上げることができる。 In the driving device for a single-phase DC brushless motor according to the second aspect of the present invention, an on-pole position detection sensor for detecting a magnetic pole position at which energization of the motor coil is started, and a magnetic pole position at which energization of the motor coil is stopped are provided. Since the configuration includes the off-magnetic pole position detection sensor for detection, the efficiency of the single-phase DC brushless motor can be increased regardless of the rotational speed of the single-phase DC brushless motor.
また、本発明に係る第3の特徴の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、制御手段により、単相DCブラシレスモータの起動時から所定時間が経過するまでは、オフ磁極位置検出センサから出力される磁極位置検出信号に基づき、スイッチング素子をオンまたはオフ制御し、モータコイルを通電または非通電状態とする制御を所定時間行うので、モータ起動時のマグネットロータの磁極位置によらず確実且つ安定して単相DCブラシレスモータを起動させることができる。 In the driving device for the single-phase DC brushless motor according to the third aspect of the present invention, the control means outputs the signal from the off-pole position detection sensor until a predetermined time has elapsed since the start of the single-phase DC brushless motor. Based on the magnetic pole position detection signal, the switching element is turned on or off, and the motor coil is energized or deenergized for a predetermined period of time, so it is reliable and stable regardless of the magnetic rotor magnetic pole position when the motor is started. Thus, the single-phase DC brushless motor can be started.
また、本発明に係る第4の特徴の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、制御手段により、単相DCブラシレスモータの起動時から所定時間が経過するまでは、オフ磁極位置検出センサから出力される磁極位置検出信号に基づき、スイッチング素子をオンまたはオフ制御し、モータコイルを通電または非通電状態とする制御を行うので、モータロック時のマグネットロータの磁極位置によらず確実且つ安定して単相DCブラシレスモータを起動させることができる。 In the drive device for the single-phase DC brushless motor according to the fourth feature of the present invention, the control means outputs the signal from the off-pole position detection sensor until a predetermined time has elapsed since the start of the single-phase DC brushless motor. Based on the magnetic pole position detection signal, the switching element is controlled to be turned on or off, and the motor coil is controlled to be energized or de-energized. A phase DC brushless motor can be activated.
また、本発明に係る第5の特徴の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、制御手段により、磁極位置検出センサから磁極位置検出信号が出力された後、所定時間経過後にスイッチング素子をオンまたはオフ制御するので、所望の回転数において単相DCブラシレスモータの効率を向上させ得る単相DCブラシレスモータの駆動装置を実現できる。 In the drive device for the single-phase DC brushless motor according to the fifth aspect of the present invention, the control device turns the switching element on or off after a predetermined time has elapsed after the magnetic pole position detection signal is output from the magnetic pole position detection sensor. Since it controls, the drive device of the single phase DC brushless motor which can improve the efficiency of the single phase DC brushless motor at a desired number of rotations can be realized.
以下、本発明の単相DCブラシレスモータの駆動装置の実施例について、〔実施例1〕、〔実施例2〕の順に図面を参照して詳細に説明する。 Embodiments of a single-phase DC brushless motor driving apparatus according to the present invention will be described below in detail in the order of [Embodiment 1] and [Embodiment 2] with reference to the drawings.
〔実施例1〕
図1は本発明の実施例1に係る単相DCブラシレスモータの駆動装置の構成図であり、図2は単相DCブラシレスモータにおける主要構成要素の相対的位置関係の時間的推移を説明する説明図である。
[Example 1]
FIG. 1 is a configuration diagram of a driving device for a single-phase DC brushless motor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining a temporal transition of relative positional relationships of main components in the single-phase DC brushless motor. FIG.
図1および図2において、本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置が駆動対象とする単相DCブラシレスモータは、複数の磁極を備えマグネット面をステータコア9a,9bに対向して回転自在に支持されたマグネットロータ10と、マグネットロータ10に対向して配置されたステータコア9a,9bと、ステータコア9a,9bに擁され各々巻き方向が逆になるように巻かれたモータコイル5と、を備えた構成である。
1 and 2, the single-phase DC brushless motor to be driven by the driving device of the single-phase DC brushless motor of the present embodiment has a plurality of magnetic poles, and the magnet surface is rotatable to face the
また、図1において、本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置は、マグネットロータ10の磁極位置を検出する磁極位置検出センサ6a,6bと、モータコイル5に接続されたスイッチング素子3a,3b,4aおよび4bを持つHブリッジ回路と、制御回路7と、起動時間指示回路41と、ロック検出回路42と、を備えて構成されている。
In FIG. 1, the driving device for the single-phase DC brushless motor of this embodiment includes magnetic pole
磁極位置検出センサ6a,6bには例えばホールICが使用され、モータコイル5に通電を開始する磁極位置を検出するオン磁極位置検出センサ6aと、モータコイル5に通電を停止する磁極位置を検出するオフ磁極位置検出センサ6bと、を備える。なお、オン磁極位置検出センサ6aおよびオフ磁極位置検出センサ6bは、マグネットロータ10近傍の磁界範囲内に取り付けられ、マグネットロータ10の磁極位置を磁極位置検出信号により制御回路7に通知する。
For example, a Hall IC is used for the magnetic pole
また、Hブリッジ回路は、スイッチング素子3a,3b,4aおよび4bとしてのpチャネル型FET3a,3bと、nチャネル型FET4a,4bと、抵抗R1〜R4と、を備える。
The H bridge circuit includes p-
モータ駆動用電源(正電位)1にpチャネル型FET3a,3bのソース端子がそれぞれ接続され、pチャネル型FET3aのドレイン端子にはnチャネル型FET4aのドレイン端子が接続され、pチャネル型FET3bのドレイン端子にはnチャネル型FET4bのドレイン端子が接続され、nチャネル型FET4a,4bのソース端子はモータ駆動用電源(負電位)2に接続されている。また、pチャネル型FET3aのゲート端子は抵抗R1を介してモータ駆動用電源(正電位)1に接続され、且つnチャネル型FET4bのドレイン端子にも接続される。また、pチャネル型FET3bのゲート端子も抵抗R2を介してモータ駆動用電源(正電位)1に接続され、且つnチャネル型FET4aのドレイン端子にも接続される。
The source terminals of the p-
さらに、このような接続関係を持つHブリッジ回路において、pチャネル型FET3aとnチャネル型FET4aの接続点と、pチャネル型FET3bとnチャネル型FET4bの接続点との間にモータコイル5が接続されている。
Further, in the H bridge circuit having such a connection relationship, the
また、制御回路7は、磁極位置検出センサ(オン磁極位置検出センサ6aおよびオフ磁極位置検出センサ6b)から出力される磁極位置検出信号に基づき、Hブリッジ回路のスイッチング素子3a,3b,4aおよび4bをオンまたはオフ制御してモータコイル5を通電または非通電状態とする。具体的には、制御回路7が出力する制御信号はそれぞれnチャネル型FET4a,4bのゲート端子に接続され、制御信号はそれぞれ抵抗R3,R4を介して制御電源8に接続されている。また特に、ステータコア9a,9bと対向するマグネットロータ10の表面磁束密度の変化率の絶対値が所定範囲内にあるとき、モータコイル5を通電状態としない点に特徴がある。
The
また、起動時間指示回路41は、コンデンサと抵抗とによって決まる時定数を持つCR回路や、タイマーIC等によって実現され、単相DCブラシレスモータの起動時から所定時間が経過したか否かを制御回路7に通知する。
The start
なお、制御回路7は、起動時間指示回路41からの出力を参照して、単相DCブラシレスモータの起動時から所定時間が経過するまでは、オフ磁極位置検出センサ6bから出力される磁極位置検出信号に基づき、スイッチング素子3a,3b,4aおよび4bをオンまたはオフ制御する。
The
さらに、ロック検出回路42は、単相DCブラシレスモータがロック状態にあるか否かを検出して制御回路7に通知するもので、オン磁極位置検出センサ6aおよびオフ磁極位置検出センサ6bからの磁極位置検出信号を参照してオン/オフ出力の切り替わりが無いことをトランジスタとコンデンサによるACカップリング回路により検出する構成、また直接マイコンによって回転数の変化が無いことを検知する構成、或いは、ロック時の過電流をシャント抵抗によって検出する構成等で実現される。
Furthermore, the
なお、制御回路7は、ロック検出回路42からの出力を参照して、単相DCブラシレスモータのロック時には、オフ磁極位置検出センサ6bから出力される磁極位置検出信号に基づき、スイッチング素子3a,3b,4aおよび4bをオンまたはオフ制御する。
The
次に、以上の構成を備えた本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置における動作について、図2、図3および図4を参照して詳細に説明する。ここで、図3は、単相DCブラシレスモータのマグネットコア表面磁束密度と通電タイミングの関係を説明するタイムチャートであり、図4はオン磁極位置検出センサ6aおよびオフ磁極位置検出センサ6bが検知する磁極位置とモータコイル5の通電状態を説明する説明図である。
Next, the operation of the driving device for the single-phase DC brushless motor of the present embodiment having the above-described configuration will be described in detail with reference to FIG. 2, FIG. 3, and FIG. Here, FIG. 3 is a time chart for explaining the relationship between the magnetic core surface magnetic flux density of the single-phase DC brushless motor and the energization timing, and FIG. 4 is detected by the on-pole position detection sensor 6a and the off-pole
まず図2を参照して、マグネットロータ10の磁極位置の変化に応じて制御回路7が行うモータコイル5の通電/非通電制御について説明する。ここで、図2では、単相DCブラシレスモータにおけるモータコイル5、ステータコア9a,9b、マグネットロータ10、オン磁極位置検出センサ6aおよびオフ磁極位置検出センサ6bの相対的位置関係を示すと共に、ステップS1〜ステップS6にマグネットロータ10の磁極位置の時間的推移(時間の経過と共にステップS1からステップS6へ推移)を例示している。
First, with reference to FIG. 2, energization / non-energization control of the
まず、ステップS1では、マグネットロータ10のN極の中心がステータコア9aの中心軸を所定の角度(α°)通り過ぎたときに、オン磁極位置検出センサ6aはマグネットロータ10の磁極の切り替わり(N極からS極へ)を検知する。またこのとき、オフ磁極位置検出センサ6bはマグネットロータ10のS極を検知する。
First, in step S1, when the center of the N pole of the
制御回路7では、これらオン磁極位置検出センサ6aおよびオフ磁極位置検出センサ6bからの磁極位置検出信号を受けて、nチャネル型FET4bのゲート端子への制御信号をアクティブとして該nチャネル型FET4bをオン制御し、またnチャネル型FET4aのゲート端子への制御信号をノンアクティブとして該nチャネル型FET4aをオフ制御する。nチャネル型FET4bのオン制御により、pチャネル型FET3aのゲート端子がモータ駆動用電源(負電位)2に接続されることとなって該pチャネル型FET3aもオン制御され、モータコイル5は通電状態となる(図4;ステップS1参照)。このとき、ステータコア9aはN極に、またステータコア9bはS極に着磁され、マグネットロータ10に回転トルクを与える。
The
次に、ステップS2では、オン磁極位置検出センサ6aおよびオフ磁極位置検出センサ6bが検知するマグネットロータ10の磁極は(S極のまま)変化していないので、モータコイル5の通電状態はステップS1と同様に維持される(図4;ステップS2参照)。
Next, in step S2, since the magnetic poles of the
次に、ステップS3では、マグネットロータ10のS極の中心とステータコア9aの中心軸までの角度が所定の角度(β°)となったときに、オフ磁極位置検出センサ6bはマグネットロータ10の磁極の切り替わり(S極からN極へ)を検知する。またこのとき、オン磁極位置検出センサ6aはマグネットロータ10のS極を検知する。
Next, in step S3, when the angle between the center of the S pole of the
制御回路7では、これらオン磁極位置検出センサ6aおよびオフ磁極位置検出センサ6bからの磁極位置検出信号を受けて、nチャネル型FET4a,4bのゲート端子への制御信号をノンアクティブとして該nチャネル型FET4a,4bをオフ制御する。nチャネル型FET4bのオフ制御により、pチャネル型FET3aのゲート端子が抵抗R1を介してモータ駆動用電源(正電位)1に接続されることとなって該pチャネル型FET3aもオフ制御され、モータコイル5は非通電状態となる(図4;ステップS3参照)。
The
次に、ステップS4では、マグネットロータ10のS極の中心がステータコア9aの中心軸を所定の角度(α°)通り過ぎたときに、オン磁極位置検出センサ6aはマグネットロータ10の磁極の切り替わり(S極からN極へ)を検知する。またこのとき、オフ磁極位置検出センサ6bはマグネットロータ10のN極を検知する。
Next, in step S4, when the center of the S pole of the
制御回路7では、これらオン磁極位置検出センサ6aおよびオフ磁極位置検出センサ6bからの磁極位置検出信号を受けて、nチャネル型FET4aのゲート端子への制御信号をアクティブとして該nチャネル型FET4aをオン制御し、またnチャネル型FET4bのゲート端子への制御信号をノンアクティブとして該nチャネル型FET4bをオフ制御する。nチャネル型FET4aのオン制御により、pチャネル型FET3bのゲート端子がモータ駆動用電源(負電位)2に接続されることとなって該pチャネル型FET3bもオン制御され、モータコイル5はステップS1のときとは逆方向の通電状態となる(図4;ステップS4参照)。このとき、ステータコア9aはS極に、またステータコア9bはN極に着磁され、マグネットロータ10に回転トルクを与える。
The
次に、ステップS5では、オン磁極位置検出センサ6aおよびオフ磁極位置検出センサ6bが検知するマグネットロータ10の磁極は(N極のまま)変化していないので、モータコイル5の逆向き通電状態はステップS4と同様に維持される(図4;ステップS5参照)。
Next, in step S5, since the magnetic poles of the
次に、ステップS6では、マグネットロータ10のN極の中心とステータコア9aの中心軸までの角度が所定の角度(β°)となったときに、オフ磁極位置検出センサ6bはマグネットロータ10の磁極の切り替わり(N極からS極へ)を検知する。またこのとき、オン磁極位置検出センサ6aはマグネットロータ10のN極を検知する。
Next, in step S6, when the angle between the center of the N pole of the
制御回路7では、これらオン磁極位置検出センサ6aおよびオフ磁極位置検出センサ6bからの磁極位置検出信号を受けて、nチャネル型FET4a,4bのゲート端子への制御信号をノンアクティブとして該nチャネル型FET4a,4bをオフ制御する。nチャネル型FET4aのオフ制御により、pチャネル型FET3bのゲート端子が抵抗R2を介してモータ駆動用電源(正電位)1に接続されることとなって該pチャネル型FET3bもオフ制御され、モータコイル5は非通電状態となる(図4;ステップS6参照)。
The
以後、ステップS1からステップS6までの動作を繰り返す。 Thereafter, the operations from step S1 to step S6 are repeated.
ステップS1、ステップS3、ステップS4およびステップS6において、所定の角度(α°)および(β°)が所定の値以下の場合、つまり、ステータコア9a,9bの中心軸と対向するマグネットロータ10の表面磁束密度がピーク値近傍であるときにモータコイル5に通電しても、マグネットロータ10と、ステータコア9a,9bとの間に働く反発力はモータの回転軸中心に向かって働くために、モータのトルクとして出力されない。
In Step S1, Step S3, Step S4 and Step S6, when the predetermined angles (α °) and (β °) are equal to or smaller than the predetermined values, that is, the surface of the
また、ステータコア9a,9bの前を横切るマグネットロータ10の磁束の変化量が小さいため、モータコイル5に誘起される電圧も小さく、モータコイル5に加わる見かけの電圧値は大きくなり、その結果として、大きな電流がモータコイル5に流れることとなる。この電流はモータトルクに寄与しないため、全て無駄な電力となり、単相DCブラシレスモータの効率を下げる原因となる。
Further, since the amount of change in the magnetic flux of the
本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、図3に示すように、ステップS1、ステップS3、ステップS4およびステップS6において、所定の角度(α°)および(β°)を設けてモータコイル5の通電/非通電状態を制御することで、単相DCブラシレスモータの効率を上げている。
In the driving device for the single-phase DC brushless motor of the present embodiment, as shown in FIG. 3, in steps S1, S3, S4, and S6, predetermined angles (α °) and (β °) are provided and the motor is provided. The efficiency of the single-phase DC brushless motor is increased by controlling the energization / non-energization state of the
ここで、所定の角度(α°)および(β°)は、マグネットロータ10の表面磁束密度の傾きの絶対値が「表面磁束最大値×SIN(45deg)」以下となる角度であり、M極(Mは正整数)の単相DCブラシレスモータであれば、「45/(M/2)deg」以下である。より好ましくは、「表面磁束最大値×SIN(15deg)<傾きの絶対値<表面磁束最大値×SIN(36deg)」となる角度であり、M極の単相DCブラシレスモータであれば、「15/(M/2)deg<α,βdeg<36/(M/2)deg」以下である。
Here, the predetermined angles (α °) and (β °) are angles at which the absolute value of the gradient of the surface magnetic flux density of the
また、モータ起動時に、マグネットロータ10の表面磁束密度のピーク値近傍がステータコア9a,9bの中心軸近傍に位置している場合は、オフ磁極位置検出センサ6bから出力される磁極位置検出信号のみに基づいて、スイッチング素子3a,3b,4aおよび4bをオンまたはオフ制御し、モータコイル5を通電/非通電状態とする制御を所定時間行うことにより、安定して単相DCブラシレスモータを起動できる。ここで、所定時間は起動時間指示回路41によって制御回路7に指示され、所定時間とは各単相DCブラシレスモータの負荷に対して安定して駆動が確保される時間である。
Further, when the motor is started, if the vicinity of the peak value of the surface magnetic flux density of the
さらに、モータロック時には、オフ磁極位置検出センサ6bから出力される磁極位置検出信号のみに基づいて、スイッチング素子3a,3b,4aおよび4bをオンまたはオフ制御し、モータコイル5を通電/非通電状態とする制御を所定時間行うことにより、マグネットロータ10の表面磁束密度のピーク値とステータコア9a,9bの中心軸との相対位置の関係にかかわらず、安定して単相DCブラシレスモータを起動できる。モータロックの検出はロック検出回路42によって行われ、制御回路7は、モータロック検出時には、オフ磁極位置検出センサ6bから出力される磁極位置検出信号のみに基づきモータコイル5の通電/非通電制御を行い、モータロック解除後には、オフ磁極位置検出センサ6a,6bから出力される磁極位置検出信号に基づきモータコイル5の通電/非通電制御を行う。
Further, when the motor is locked, the
以上説明したように、本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、複数の磁極を備え回転自在に支持されたマグネットロータ10と、マグネットロータ10に対向して配置されたステータコア9a,9bと、ステータコア9a,9bに擁されたモータコイル5と、を有する単相DCブラシレスモータを駆動する単相DCブラシレスモータの駆動装置であって、マグネットロータ10の磁極位置を検出する磁極位置検出センサ6a,6bと、モータコイル5に接続されたスイッチング素子3a,3b,4aおよび4bと、磁極位置検出センサ6a,6bから出力される磁極位置検出信号に基づき、スイッチング素子3a,3b,4aおよび4bをオンまたはオフ制御してモータコイル5を通電または非通電状態とする制御回路7と、を有し、制御回路7により、ステータコア9a,9bと対向するマグネットロータ10の表面磁束密度の変化率の絶対値が所定範囲内にあるとき、モータコイル5を通電状態としないようにしている。なお、磁極位置検出センサは、モータコイル5に通電を開始する磁極位置を検出するオン磁極位置検出センサ6aと、モータコイル5に通電を停止する磁極位置を検出するオフ磁極位置検出センサ6bと、を備えた構成とする。
As described above, in the driving device for the single-phase DC brushless motor according to the present embodiment, the
このように、ステータコア9a,9bと対向するマグネットロータ10の表面磁束密度の変化率の絶対値が所定範囲内にあるとき、モータコイル5を通電状態としないよう制御するので、マグネットロータ10がトルクを発生しない磁極位置において通電されることがなくなり、単相DCブラシレスモータの効率を向上させることができ、従来のようにモータコイル5や制御基板の発熱、或いは消費電力の増加といった事態を避けることができ、結果として簡素な回路構成で単相DCブラシレスモータの効率を向上させ得る単相DCブラシレスモータの駆動装置を実現できる。
As described above, when the absolute value of the rate of change of the surface magnetic flux density of the
また、本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、制御回路7により、単相DCブラシレスモータの起動時から所定時間が経過するまでは、オフ磁極位置検出センサ6bから出力される磁極位置検出信号に基づき、スイッチング素子3a,3b,4aおよび4bをオン/オフ制御し、モータコイル5を通電/非通電状態とする制御を所定時間行うので、モータ起動時のマグネットロータ10の磁極位置によらず確実且つ安定して単相DCブラシレスモータを起動させることができる。
In the driving device for the single-phase DC brushless motor of this embodiment, the
さらに、本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、制御回路7により、単相DCブラシレスモータのロック時には、オフ磁極位置検出センサ6bから出力される磁極位置検出信号に基づき、スイッチング素子3a,3b,4aおよび4bをオン/オフ制御し、モータコイル5を通電/非通電状態とする制御を行うので、モータロック時のマグネットロータ10の磁極位置によらず確実且つ安定して単相DCブラシレスモータを起動させることができる。
Further, in the driving device for the single-phase DC brushless motor of this embodiment, the switching
〔実施例2〕
次に、図5は本発明の実施例2に係る単相DCブラシレスモータの駆動装置の構成図であり、図6は単相DCブラシレスモータにおける主要構成要素の相対的位置関係の時間的推移を説明する説明図である。
[Example 2]
Next, FIG. 5 is a configuration diagram of a driving device for a single-phase DC brushless motor according to
図5および図6において、本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置が駆動対象とする単相DCブラシレスモータは、複数の磁極を備えマグネット面をステータコア19a,19bに対向して回転自在に支持されたマグネットロータ20と、マグネットロータ20に対向して配置されたステータコア19a,19bと、ステータコア19a,19bに擁され各々巻き方向が逆になるように巻かれたモータコイル15と、を備えた構成である。
5 and 6, the single-phase DC brushless motor to be driven by the single-phase DC brushless motor driving apparatus of the present embodiment has a plurality of magnetic poles, and the magnet surface is rotatable facing the
また、図5において、本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置は、マグネットロータ20の磁極位置を検出する磁極位置検出センサ16bと、モータコイル15に接続されたスイッチング素子13a,13b,14aおよび14bを持つHブリッジ回路と、制御回路17と、を備えて構成されている。
In FIG. 5, the driving device for the single-phase DC brushless motor of this embodiment includes a magnetic pole
磁極位置検出センサ16bは例えばホールICが使用され、モータコイル5に通電を停止する磁極位置を検出するオフ磁極位置検出センサ16bである。なお、オフ磁極位置検出センサ16bは、マグネットロータ20近傍の磁界範囲内に取り付けられ、マグネットロータ20の磁極位置を磁極位置検出信号により制御回路17に通知する。なお、磁極位置検出センサにオン磁極位置検出センサを具備しない点が本実施例の実施例1とは異なる特徴の1つである。
The magnetic pole
また、Hブリッジ回路は、スイッチング素子13a,13b,14aおよび14bとしてのpチャネル型FET13a,13bと、nチャネル型FET14a,14bと、抵抗R11〜R14と、コンデンサC11,C12と、を備える。
The H bridge circuit includes p-
モータ駆動用電源(正電位)11にpチャネル型FET13a,13bのソース端子がそれぞれ接続され、pチャネル型FET13aのドレイン端子にはnチャネル型FET14aのドレイン端子が接続され、pチャネル型FET13bのドレイン端子にはnチャネル型FET14bのドレイン端子が接続され、nチャネル型FET14a,14bのソース端子はモータ駆動用電源(負電位)12に接続されている。また、pチャネル型FET13aのゲート端子は抵抗R11を介してモータ駆動用電源(正電位)11に接続され、且つnチャネル型FET14bのドレイン端子にも接続される。また、pチャネル型FET13bのゲート端子も抵抗R12を介してモータ駆動用電源(正電位)11に接続され、且つnチャネル型FET14aのドレイン端子にも接続される。
The source terminals of the p-
なお、nチャネル型FET14a,14bのゲート端子がそれぞれコンデンサC11,C12を介してモータ駆動用電源(負電位)12に接続されている点が本実施例の実施例1とは異なる特徴の1つである。
Note that one of the features different from the first embodiment of the present embodiment is that the gate terminals of the n-
さらに、このような接続関係を持つHブリッジ回路において、pチャネル型FET13aとnチャネル型FET14aの接続点と、pチャネル型FET13bとnチャネル型FET14bの接続点との間にモータコイル15が接続されている。
Further, in the H bridge circuit having such a connection relationship, the
また、制御回路17は、オフ磁極位置検出センサ16bから出力される磁極位置検出信号に基づき、Hブリッジ回路のスイッチング素子13a,13b,14aおよび14bをオンまたはオフ制御してモータコイル15を通電または非通電状態とする。具体的には、制御回路17が出力する制御信号はそれぞれnチャネル型FET14a,14bのゲート端子に接続され、制御信号はそれぞれ抵抗R13,R14を介して制御電源18に接続されている。
In addition, the
このように、各制御信号は、それぞれ抵抗R14およびコンデンサC11、並びに抵抗R13およびコンデンサC12と接続されており、制御信号をアクティブとしたときには、該制御信号(nチャネル型FET14a,14bのゲート端子の電位)は、それぞれ抵抗R14およびコンデンサC11または抵抗R13およびコンデンサC12による時定数によって決まるディレー時間(γsec)をもって上昇することとなる。また特に、ステータコア19a,19bと対向するマグネットロータ20の表面磁束密度の変化率の絶対値が所定範囲内にあるとき、モータコイル15を通電状態としない点に特徴がある。
In this way, each control signal is connected to the resistor R14 and the capacitor C11, and the resistor R13 and the capacitor C12. When the control signal is activated, the control signal (the gate terminals of the n-
次に、以上の構成を備えた本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置における動作について、図6、図7および図8を参照して詳細に説明する。ここで、図7は、単相DCブラシレスモータのマグネットコア表面磁束密度と通電タイミングの関係を説明するタイムチャートであり、図8はオフ磁極位置検出センサ16bが検知する磁極位置とモータコイル15の通電状態を説明する説明図である。
Next, the operation of the driving device for the single-phase DC brushless motor of the present embodiment having the above-described configuration will be described in detail with reference to FIGS. 6, 7 and 8. FIG. Here, FIG. 7 is a time chart for explaining the relationship between the magnetic core surface magnetic flux density of the single-phase DC brushless motor and the energization timing. FIG. 8 shows the magnetic pole position detected by the off magnetic pole
まず図6を参照して、マグネットロータ20の磁極位置の変化に応じて制御回路17が行うモータコイル15の通電/非通電制御について説明する。ここで、図6では、単相DCブラシレスモータにおけるモータコイル15、ステータコア19a,19b、マグネットロータ20、オフ磁極位置検出センサ16bの相対的位置関係を示すと共に、ステップS11〜ステップS17にマグネットロータ20の磁極位置の時間的推移(時間の経過と共にステップS11からステップS17へ推移)を例示している。
First, with reference to FIG. 6, the energization / non-energization control of the
まず、ステップS11では、マグネットロータ20のN極の中心とステータコア19aの中心軸までの角度が所定の角度(β°)となったときに、オフ磁極位置検出センサ16bはマグネットロータ20の磁極の切り替わり(N極からS極へ)を検知する。
First, in step S11, when the angle between the center of the N pole of the
制御回路17では、このオフ磁極位置検出センサ16bからの磁極位置検出信号を受けて、nチャネル型FET14aのゲート端子への制御信号をノンアクティブとして該nチャネル型FET14aをオフ制御し、またnチャネル型FET14bのゲート端子への制御信号をアクティブとして該nチャネル型FET14bをオン制御する。このとき、nチャネル型FET14bのゲート端子は、抵抗R13およびコンデンサC12による時定数によって決まるディレー時間(γsec)をもって上昇することとなる。
In response to the magnetic pole position detection signal from the off magnetic pole
次に、ステップS12では、マグネットロータ20のN極の中心がステータコア19aの中心軸を所定の角度(α°)通り過ぎたときに、nチャネル型FET14bがオン状態となり、pチャネル型FET13aのゲート端子がモータ駆動用電源(負電位)12に接続されることとなって該pチャネル型FET13aもオン制御され、モータコイル15は通電状態となる(図8;ステップS12参照)。このとき、ステータコア19aはN極に、またステータコア19bはS極に着磁され、マグネットロータ20に回転トルクを与える。
Next, in step S12, when the center of the N pole of the
次に、ステップS13では、オフ磁極位置検出センサ16bが検知するマグネットロータ20の磁極は(S極のまま)変化していないので、モータコイル15の通電状態はステップS12と同様に維持される(図4;ステップS13参照)。
Next, in step S13, since the magnetic pole of the
次に、ステップS14では、マグネットロータ20のS極の中心とステータコア19aの中心軸までの角度が所定の角度(β°)となったときに、オフ磁極位置検出センサ16bはマグネットロータ20の磁極の切り替わり(S極からN極へ)を検知する。
Next, in step S14, when the angle between the center of the S pole of the
制御回路17では、このオフ磁極位置検出センサ16bからの磁極位置検出信号を受けて、nチャネル型FET14bのゲート端子への制御信号をノンアクティブとして該nチャネル型FET14bをオフ制御する。nチャネル型FET14bのオフ制御により、pチャネル型FET13aのゲート端子が抵抗R11を介してモータ駆動用電源(正電位)11に接続されることとなって該pチャネル型FET13aもオフ制御され、モータコイル15は非通電状態となる(図8;ステップS14参照)。またこのとき、nチャネル型FET14aのゲート端子への制御信号をアクティブとして該nチャネル型FET14aをオン制御する。このとき、nチャネル型FET14aのゲート端子は、抵抗R14およびコンデンサC11による時定数によって決まるディレー時間(γsec)をもって上昇することとなる。
In response to the magnetic pole position detection signal from the off magnetic pole
次に、ステップS15では、マグネットロータ20のS極の中心がステータコア19aの中心軸を所定の角度(α°)通り過ぎたときに、nチャネル型FET14aがオン状態となり、pチャネル型FET13bのゲート端子がモータ駆動用電源(負電位)12に接続されることとなって該pチャネル型FET13bもオン制御され、モータコイル15は逆方向の通電状態となる(図8;ステップS15参照)。このとき、ステータコア19aはS極に、またステータコア19bはN極に着磁され、マグネットロータ20に回転トルクを与える。
Next, in step S15, when the center of the south pole of the
次に、ステップS16では、オフ磁極位置検出センサ6bが検知するマグネットロータ20の磁極は(N極のまま)変化していないので、モータコイル15の逆向き通電状態はステップS15と同様に維持される(図8;ステップS16参照)。
Next, in step S16, since the magnetic pole of the
次に、ステップS17では、ステップS11と同様に、マグネットロータ20のN極の中心とステータコア19aの中心軸までの角度が所定の角度(β°)となったときに、オフ磁極位置検出センサ16bはマグネットロータ20の磁極の切り替わり(N極からS極へ)を検知する。
Next, in step S17, as in step S11, when the angle between the center of the N pole of the
制御回路17では、このオフ磁極位置検出センサ16bからの磁極位置検出信号を受けて、nチャネル型FET14aのゲート端子への制御信号をノンアクティブとして該nチャネル型FET14aをオフ制御する。nチャネル型FET14aのオフ制御により、pチャネル型FET13bのゲート端子が抵抗R12を介してモータ駆動用電源(正電位)11に接続されることとなって該pチャネル型FET13bもオフ制御され、モータコイル15は非通電状態となる(図8;ステップS17参照)。またこのとき、nチャネル型FET14bのゲート端子への制御信号をアクティブとして該nチャネル型FET14bをオン制御する。このとき、nチャネル型FET14bのゲート端子は、抵抗R13およびコンデンサC12による時定数によって決まるディレー時間(γsec)をもって上昇することとなる。
In response to the magnetic pole position detection signal from the off magnetic pole
以後、ステップS12からステップS17までの動作を繰り返す。 Thereafter, the operations from step S12 to step S17 are repeated.
ステップS11、ステップS12、ステップS14、ステップS15およびステップS17において、所定の角度(α°)および(β°)が所定の値以下の場合、つまり、ステータコア19a,19bの中心軸と対向するマグネットロータ20の表面磁束密度がピーク値近傍であるときにモータコイル15に通電しても、マグネットロータ20と、ステータコア19a,19bとの間に働く反発力はモータの回転軸中心に向かって働くために、モータのトルクとして出力されない。
In step S11, step S12, step S14, step S15 and step S17, when the predetermined angles (α °) and (β °) are equal to or smaller than the predetermined value, that is, the magnet rotor facing the central axis of the
また、ステータコア19a,19bの前を横切るマグネットロータ20の磁束の変化量が小さいため、モータコイル15に誘起される電圧も小さく、モータコイル15に加わる見かけの電圧値は大きくなり、その結果として、大きな電流がモータコイル15に流れることとなる。この電流はモータトルクに寄与しないため、全て無駄な電力となり、単相DCブラシレスモータの効率を下げる原因となる。
Further, since the amount of change in the magnetic flux of the
本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、図7に示すように、ステップS11、ステップS12、ステップS14、ステップS15およびステップS17において、所定の角度(α°)および(β°)並びにディレー時間(γsec)を設けてモータコイル15の通電/非通電状態を制御することで、単相DCブラシレスモータの効率を上げている。
In the driving device for the single-phase DC brushless motor of this embodiment, as shown in FIG. 7, in steps S11, S12, S14, S15 and S17, predetermined angles (α °) and (β °) and The efficiency of the single-phase DC brushless motor is increased by controlling the energization / non-energization state of the
ここで、所定の角度(α°)および(β°)は、マグネットロータ20の表面磁束密度の傾きの絶対値が「表面磁束最大値×SIN(45deg)」以下となる角度であり、M極(Mは正整数)の単相DCブラシレスモータであれば、「45/(M/2)deg」以下である。より好ましくは、「表面磁束最大値×SIN(15deg)<傾きの絶対値<表面磁束最大値×SIN(36deg)」となる角度であり、M極の単相DCブラシレスモータであれば、「15/(M/2)deg<α,βdeg<36/(M/2)deg」以下である。
Here, the predetermined angles (α °) and (β °) are angles at which the absolute value of the gradient of the surface magnetic flux density of the
また、ディレー時間(γsec)は、マグネットロータ20が(α+β)degだけ回転する時間であり、例えばn回転[1/min]している単相DCブラシレスモータであれば、「(α+β)/(360×(n/60))sec」である。
The delay time (γsec) is the time for which the
以上説明したように、本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、複数の磁極を備え回転自在に支持されたマグネットロータ20と、マグネットロータ20に対向して配置されたステータコア19a,19bと、ステータコア19a,19bに擁されたモータコイル15と、を有する単相DCブラシレスモータを駆動する単相DCブラシレスモータの駆動装置であって、マグネットロータ20の磁極位置を検出するオフ磁極位置検出センサ16bと、モータコイル15に接続されたスイッチング素子13a,13b,14aおよび14bと、オフ磁極位置検出センサ16bから出力される磁極位置検出信号に基づき、スイッチング素子13a,13b,14aおよび14bをオンまたはオフ制御してモータコイル15を通電または非通電状態とする制御回路17と、を有し、制御回路17により、ステータコア19a,19bと対向するマグネットロータ20の表面磁束密度の変化率の絶対値が所定範囲内にあるとき、モータコイル15を通電状態としないようにしている。
As described above, in the driving device for the single-phase DC brushless motor according to the present embodiment, the
このように、ステータコア19a,19bと対向するマグネットロータ20の表面磁束密度の変化率の絶対値が所定範囲内にあるとき、モータコイル15を通電状態としないよう制御するので、マグネットロータ20がトルクを発生しない磁極位置において通電されることがなくなり、単相DCブラシレスモータの効率を向上させることができ、従来のようにモータコイル15や制御基板の発熱、或いは消費電力の増加といった事態を避けることができ、結果として簡素な回路構成で単相DCブラシレスモータの効率を向上させ得る単相DCブラシレスモータの駆動装置を実現できる。
Thus, when the absolute value of the rate of change of the surface magnetic flux density of the
また、本実施例の単相DCブラシレスモータの駆動装置では、制御回路17により、オフ磁極位置検出センサ16bから磁極位置検出信号が出力された後、所定時間(ディレー時間:γsec)経過後にスイッチング素子14aおよび14bをオンまたはオフ制御するので、所望の回転数において単相DCブラシレスモータの効率を向上させ得る単相DCブラシレスモータの駆動装置を実現できる。
In the driving device for the single-phase DC brushless motor of the present embodiment, the switching element after a predetermined time (delay time: γsec) has elapsed after the
〔変形例〕
以上説明した実施例1および実施例2では、単相DCブラシレスモータをHブリッジタイプの単相全波DCブラシレスモータとしたが、単相半波DCブラシレスモータであっても、ステータコアに対するマグネットコアの磁束密度の変化率に応じてモータコイルの通電を制御することで、実施例と同様に簡素な回路構成で高効率に単相半波DCブラシレスモータを駆動し得る単相DCブラシレスモータの駆動装置を実現できる。
[Modification]
In the first embodiment and the second embodiment described above, the single-phase DC brushless motor is an H-bridge type single-phase full-wave DC brushless motor. A drive device for a single-phase DC brushless motor capable of driving a single-phase half-wave DC brushless motor with high efficiency with a simple circuit configuration as in the embodiment by controlling energization of the motor coil in accordance with the rate of change of magnetic flux density Can be realized.
また、実施例では、スイッチング素子としてFETを使用したが、バイポーラ・トランジスタとしても、同様に簡素な回路構成で単相DCブラシレスモータの駆動装置を実現できる。 In the embodiment, the FET is used as the switching element. However, a single-phase DC brushless motor driving apparatus can be realized with a simple circuit configuration even when the bipolar transistor is used.
また、実施例のように、pチャネル型FETのゲート端子を対向するnチャネル型FETのドレイン端子に直接接続する構成とせず、抵抗またはダイオード等を介して接続する構成としても、同様に簡素な回路構成で単相DCブラシレスモータの駆動装置を実現できる。 Further, as in the embodiment, the configuration in which the gate terminal of the p-channel type FET is not directly connected to the drain terminal of the opposing n-channel type FET, but the configuration in which the gate terminal is connected through a resistor or a diode, is similarly simple. A drive device for a single-phase DC brushless motor can be realized with a circuit configuration.
さらに、実施例では、磁極位置検出センサとしてホールICを使用したが、ホール素子を使用して構成しても良い。 Further, in the embodiment, the Hall IC is used as the magnetic pole position detection sensor, but a Hall element may be used.
以上説明した本発明の単相DCブラシレスモータの駆動装置を単相DCブラシレスモータに組み込めば、単相DCブラシレスモータの駆動装置における回路設計の自由度や単相DCブラシレスモータを使用する機器の出力性能を大いに高めることができる。 If the drive device for a single-phase DC brushless motor of the present invention described above is incorporated in a single-phase DC brushless motor, the degree of freedom in circuit design in the drive device for a single-phase DC brushless motor and the output of a device using the single-phase DC brushless motor The performance can be greatly enhanced.
特に、本発明の単相DCブラシレスモータの駆動装置は、例えば燃料電池やヒートポンプ装置等に使用される様々な液体供給装置のモータ制御への応用が期待できる。 In particular, the single-phase DC brushless motor driving device of the present invention can be expected to be applied to motor control of various liquid supply devices used in, for example, fuel cells and heat pump devices.
1,11 モータ駆動用電源(正電位)
2,12 モータ駆動用電源(負電位)
3a,3b,13a,13b pチャネル型FET(スイッチング素子)
4a,4b,14a,14b nチャネル型FET(スイッチング素子)
5,15 モータコイル
6a,16a オン磁極位置検出センサ
6b,16b オフ磁極位置検出センサ
7,17 制御回路
8,18 制御電源
9a,9b,19a,19b ステータコア
10,20 マグネットロータ
41 起動時間指示回路
42 ロック検出回路
R1〜R4,R11〜R14 抵抗
C11,C12 コンデンサ
1,11 Motor drive power supply (positive potential)
2,12 Motor drive power supply (negative potential)
3a, 3b, 13a, 13b p-channel FET (switching element)
4a, 4b, 14a, 14b n-channel FET (switching element)
5, 15 Motor coil 6a, 16a On magnetic pole
Claims (5)
前記マグネットロータの磁極位置を検出する磁極位置検出センサと、
前記モータコイルに接続されたスイッチング素子と、
前記磁極位置検出センサから出力される磁極位置検出信号に基づき、前記スイッチング素子をオンまたはオフ制御して前記モータコイルを通電または非通電状態とする制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記ステータコアと対向する前記マグネットロータの表面磁束密度の変化率の絶対値が所定範囲内にあるとき、前記モータコイルを通電状態としない通電制御を行うものであり、
前記通電制御は、前記マグネットロータのS極の中心とステータコアの中心軸とが所定の角度以下の場合及び前記マグネットロータのN極の中心と前記ステータコアの中心軸を所定とが角度以下の場合に、前記モータコイルを非通電状態とし、前記マグネットロータのS極の中心とステータコアの中心軸とが所定の角度以下ではない場合及び前記マグネットロータのN極の中心と前記ステータコアの中心軸とが所定の角度以下ではない場合に、前記モータコイルを通電状態とし、前記所定の角度が、前記マグネットロータの表面磁束密度の傾きの絶対値が表面磁束最大値×SIN(45deg)以下となる角度であること
を特徴とする単相DCブラシレスモータの駆動装置。 A single phase driving a single phase DC brushless motor having a magnet rotor having a plurality of magnetic poles and rotatably supported, a stator core disposed opposite to the magnet rotor, and a motor coil held by the stator core A driving device for a DC brushless motor,
A magnetic pole position detection sensor for detecting a magnetic pole position of the magnet rotor;
A switching element connected to the motor coil;
Based on a magnetic pole position detection signal output from the magnetic pole position detection sensor, control means for turning on or off the switching element to energize or de-energize the motor coil,
The control means performs energization control so that the motor coil is not energized when the absolute value of the change rate of the surface magnetic flux density of the magnet rotor facing the stator core is within a predetermined range ;
The energization control is performed when the center of the S pole of the magnet rotor and the center axis of the stator core are not more than a predetermined angle, and when the center of the N pole of the magnet rotor and the center axis of the stator core are not more than an angle. When the motor coil is in a non-energized state, the center of the S pole of the magnet rotor and the center axis of the stator core are not less than a predetermined angle, and the center of the N pole of the magnet rotor and the center axis of the stator core are predetermined. When the angle is not less than the angle, the motor coil is energized, and the predetermined angle is an angle at which the absolute value of the gradient of the surface magnetic flux density of the magnet rotor is equal to or less than the surface magnetic flux maximum value × SIN (45 deg). single-phase DC brushless motor driving device, characterized in that.
前記モータコイルに通電を開始する磁極位置を検出するオン磁極位置検出センサと、
前記モータコイルに通電を停止する磁極位置を検出するオフ磁極位置検出センサと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の単相DCブラシレスモータの駆動装置。 The magnetic pole position detection sensor is
An on-pole position detection sensor for detecting a position of the magnetic pole for starting energization of the motor coil;
An off magnetic pole position detection sensor for detecting a magnetic pole position at which energization of the motor coil is stopped;
The drive device for a single-phase DC brushless motor according to claim 1, wherein:
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